基于反導(dǎo)策略的神經(jīng)信號(hào)阻斷實(shí)驗(yàn)研究
本文關(guān)鍵詞:基于反導(dǎo)策略的神經(jīng)信號(hào)阻斷實(shí)驗(yàn)研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:中國每年新發(fā)腦卒中患者約200萬人,其中70-80%的腦卒中后遺癥患者因肢體癱瘓不能獨(dú)立生活。同時(shí),我國兒童腦癱發(fā)病率約為出生人口1.4~4‰,全國有病例400~500萬人,并以每年增長(zhǎng)約6萬名的速度遞增。兩種病癥的表現(xiàn)均為患者不同程度的肢體癱瘓。因此我國有千萬患者家庭正面臨“一人癱瘓,全家癱瘓”的危機(jī),需要社會(huì)的共同關(guān)注與救援。癱瘓依照肌張力高低可分為弛緩性癱瘓和痙攣性癱瘓。針對(duì)弛緩性癱瘓,眾多研究機(jī)構(gòu)、成千上萬的研究者進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)近60年的研究,總結(jié)出了多種成熟的治療方法。本論文研究所在課題組也研制了微電子神經(jīng)橋/肌電橋來改善弛緩性癱瘓。然而痙攣性癱瘓尚主要依靠藥物治療、傳統(tǒng)中醫(yī)針灸治療、簡(jiǎn)單物理治療及手術(shù)治療,不能安全可靠地解決患者痛苦。因此如何特異、安全地對(duì)痙攣性癱瘓進(jìn)行診斷和治療已成為一個(gè)待解決的問題。課題組在總結(jié)和驗(yàn)證痙攣性癱瘓信息學(xué)病因的基礎(chǔ)上,從工程學(xué)角度提出了基于反導(dǎo)策略的神經(jīng)信號(hào)阻斷方法,即當(dāng)檢測(cè)到神經(jīng)前端出現(xiàn)病態(tài)神經(jīng)信號(hào)時(shí),及時(shí)在神經(jīng)傳導(dǎo)通路上加阻斷信號(hào),切斷病態(tài)神經(jīng)信號(hào)的傳導(dǎo)。本論文基于上述設(shè)想,進(jìn)行了可行性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。本論文首先對(duì)課題組前期實(shí)驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)充,對(duì)仰臥蟾蜍軀干胸部電學(xué)特異性開展了研究,在確立了3條電信號(hào)傳遞系數(shù)極大值點(diǎn)連線,并為下一步動(dòng)物實(shí)驗(yàn)提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。接著,以離體的蟾蜍坐骨神經(jīng)腓腸肌為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,以前端刺激產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)模擬病態(tài)神經(jīng)信號(hào),選擇針狀電極作為阻斷電極進(jìn)行阻斷實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)首先分別對(duì)加上行電流和加下行電流這兩種情況進(jìn)行了阻斷波形(鋸齒波)的設(shè)計(jì),而后確定了阻斷雙電極間最佳距離為5mm,測(cè)量了最佳波形參數(shù)及其有效阻斷時(shí)間。最后對(duì)阻斷的損傷性進(jìn)行測(cè)試。初步驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的可行性。然后,選擇自制鉤狀電極作為阻斷電極在離體蟾蜍坐骨神經(jīng)腓腸肌上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),選擇上行電流的阻斷信號(hào)以滿足基于反導(dǎo)策略阻斷神經(jīng)信號(hào)的實(shí)時(shí)性。首先確定了阻斷雙電極間的最佳阻斷距離,依然為5mm,而后對(duì)最佳阻斷波形參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,并與使用針狀電極時(shí)最佳阻斷參數(shù)進(jìn)行比較,結(jié)果表明鉤狀電極下阻斷參數(shù)更加穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)前端刺激和阻斷電極之間的距離分別為1.5與3.0cm時(shí),所需傳導(dǎo)時(shí)間約為0.7與1.1ms,為反導(dǎo)策略中從前端病態(tài)信號(hào)檢測(cè)到產(chǎn)生阻斷信號(hào)這一過程的反應(yīng)時(shí)間提供了電路設(shè)計(jì)依據(jù)。最后對(duì)最佳阻斷脈沖波形的寬度及阻斷的損傷性進(jìn)行了測(cè)定,并討論了完全阻斷與部分阻斷的條件,進(jìn)一步驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的可行性。最后通過采集分析痙攣患者肢體表面肌電信號(hào),與已經(jīng)測(cè)得的最佳阻斷信號(hào)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析,可知單獨(dú)肌電信號(hào)時(shí)限在有效阻斷有效內(nèi),而由于體表肌電信號(hào)高度復(fù)合且肌電信號(hào)峰值間隔在最佳阻斷信號(hào)波寬的臨界值附近波動(dòng),據(jù)此推斷部分病態(tài)信號(hào)還不能完全做到一對(duì)一的阻斷,還需要通過對(duì)電極等實(shí)驗(yàn)條件的改進(jìn)來優(yōu)化最佳阻斷參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】:神經(jīng)信號(hào)阻斷 反導(dǎo)策略 最佳阻斷波形參數(shù) 有效阻斷時(shí)間 損傷性
【學(xué)位授予單位】:東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:R743.3
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第1章 緒論10-26
- 1.1 肢體癱瘓病情簡(jiǎn)述及康復(fù)治療方法10-14
- 1.2 神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)14-18
- 1.3 高頻阻斷方法18-21
- 1.4 基于反導(dǎo)策略的神經(jīng)信號(hào)阻斷方法21
- 1.5 本論文的研究目的和內(nèi)容21-23
- 參考文獻(xiàn)23-26
- 第2章 仰臥蟾蜍前肢及軀干胸部特異性電信號(hào)探測(cè)實(shí)驗(yàn)26-41
- 2.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建及動(dòng)物模型26-29
- 2.2 仰臥蟾蜍軀干胸部坐標(biāo)系的設(shè)計(jì)及特異性信號(hào)探測(cè)29-30
- 2.3 使用四棱形同心圓電極對(duì)仰臥蟾蜍軀干胸部進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究30-40
- 2.4 本章小結(jié)40
- 參考文獻(xiàn)40-41
- 第3章 基于反導(dǎo)策略的離體蟾蜍坐骨神經(jīng)阻斷實(shí)驗(yàn)41-59
- 3.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)41
- 3.2 阻斷波形的設(shè)計(jì)41-44
- 3.3 阻斷電極間的距離對(duì)阻斷閾值的影響44-45
- 3.4 阻斷波形參數(shù)的測(cè)量45-55
- 3.5 阻斷神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)的有效時(shí)間55-57
- 3.6 神經(jīng)損傷的驗(yàn)證57-58
- 3.7 本章小結(jié)58
- 參考文獻(xiàn)58-59
- 第4章 基于反導(dǎo)策略的離體蟾蜍坐骨神經(jīng)阻斷實(shí)驗(yàn)59-73
- 4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)59-60
- 4.2 阻斷電極間距離對(duì)阻斷閾值的影響60-61
- 4.3 阻斷波形參數(shù)的測(cè)量與比較61-62
- 4.4 神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)研究62-67
- 4.5 阻斷波形阻斷神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)的有效時(shí)間67-71
- 4.6 神經(jīng)損傷的探究71-72
- 4.7 本章小結(jié)72
- 參考文獻(xiàn)72-73
- 第5章 痙攣患者肢體表面肌電信號(hào)分析73-105
- 5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建73
- 5.2 實(shí)驗(yàn)對(duì)象73-74
- 5.3 中風(fēng)后痙攣患者上肢表面肌電信號(hào)分析74-81
- 5.4 脊髓損傷痙攣患者下肢表面肌電信號(hào)采集與分析81-102
- 5.5 本章小結(jié)102-104
- 參考文獻(xiàn)104-105
- 第6章 總結(jié)與展望105-108
- 6.1 總結(jié)105-106
- 6.2 展望106-108
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文與獲得獎(jiǎng)項(xiàng)108-109
- 致謝109
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):487755
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